磨料磨具含义

磨料一般是锐利磨料一般是锐利、坚硬的材料，用以抛光较软的材料表面。磨料对工件的加工工艺是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。

磨料磨具在使用的过程中需要配置成抛光液，而磨料分散到溶液中普遍会产生团聚、分层、板结等，抛光过程中这些缺点会导致工件的划伤、麻点等问题，为了解决这些问题，需要对磨料表面改性得到改性磨料，改性方式大致分两种——物理改性及表面接枝改性，具体的改性形式根据抛光液的性能需求。

磨料磨具改性的原理

按照改性方式有物理改性、表面接枝改性两种。而常用的改性剂主要有两类：亲水性（KH550、聚丙烯酸钠、聚羧酸、聚乙烯吡咯烷酮等）、亲油性（六甲基二硅氧烷、二甲基二氯硅烷、KH570硅烷、二甲基硅氧烷改性，聚丙烯树脂）。

亲水性物理改性所使用的添加剂主要有聚丙烯酸钠、聚羧酸、聚乙烯吡咯烷酮等，其作用机理：亲水性的聚合物与磨料表面在搅拌过程中形成物理的包覆而使得磨料可以良好的分散在溶液中。例如聚丙烯酸钠通过物理搅拌，可以使得聚丙烯酸钠上的羧基对磨料表面活性的羟基进行吸附，而形成一层聚丙烯酸钠的膜，而聚丙烯酸钠有良好的的水溶性，从而将磨料分散在水溶液中，但是这种分散只能维持一定的时间，随着时间的增加，磨料会沉降到底层，磨料与磨料之间的间距或逐渐减小，物理包覆层会逐渐减少，而向水溶液中扩散，从而导致磨料依然还会形成板结。物理包覆改性适用于短时间存放，现配现用，粒径较小的体系，其优点成本较低，简单易行。

图1 物理包覆类改性磨料机理

接枝改性是利用磨料表面活性的羟基与硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂以及其他可以与羟基发生反应原理改性。例如利用KH550接枝改性磨料，先将KH550与水在酸碱或者加热的情况下进行水解反应，生成硅-氧-氢结构的羟基，磨料经过酸碱的活化后，表面同样含有大量的羟基结构，这两种的羟基结构活性较大，不稳定，倾向于脱水接枝反应，活性的羟基与活化的磨料上的羟基进行反应生成稳定的化学键，从而磨料表面形成含有大量的疏水亲油的烷烃链，而达到磨料可以在油性体系中良好的分散。

图2 磨料疏水性接枝改性机理

而进一步的亲水性接枝改性的话，需要进一步的参与反应，例如通过将疏水性的基团进一步的与亲水性的二元酸或者多元酸进行反应，从而得到亲水性的磨料。

图3亲水性接枝改性机理

其中接枝改性的稳定性好，适用于不同粒径的磨料，即使分层沉降了，也不会板结，简单搅拌很容易再次形成分散良好的分散液。案例中的硅烷偶联剂以及二元酸相对比较简单，大多数改性的结构都相对比较复杂，分析其成分以及结构有一定的难度，需要特定的分析方案进行分析。

改性磨料磨具检测分析

针对不同改性磨料分析方案也不尽相同，按照改性剂的不同可以根据仪器分析进行大致分类，根据分类不同，分配不同的定性定量方案。

例如：下图4为聚丙烯酸钠的NMR谱图，下图5为聚羧酸的NMR谱图，下图6为KH550的NMR谱图，下图7为聚乙烯吡咯烷酮的NMR谱图。

图4 聚丙烯酸钠的NMR谱图

图5 聚羧酸的NMR谱图

图6 KH550的NMR谱图

图7 聚乙烯吡咯烷酮的NMR谱图

随着抛光行业对基材加工精度要求越来越高，抛光液的性能也随之提升，其中关键就是抛光液的分散性能，研磨液中磨料接枝改性逐渐成为磨料改性的主流。改性剂多种多样，改性结构也越来越复杂，根据单一的仪器很难**的分析，还是需要多中的设备进行联合分析，才能得到一个准确的分析数据。